Redes tróficas estables en barros activados

Abstract

Aunque es evidente la presencia de predadores en sistemas de barros activados, ninguno de los modelos empleados actualmente para describir los sistemas de barros activados incorpora su presencia. El objetivo del presente estudio fue desarrollar un modelo matemático basado en una red trófica típica presente en un sistema de barros activados que permita explicar la coexistencia de microorganismos filamentosos (B1) y floculantes (B2) compitiendo por un único sustrato limitante (S) mediante la incorporación del proceso de predación.<br />La red trófica propuesta esta formada por 5 especies bióticas (B1, B2, P1, P2 y P3) y dos abióticas (S y Xd). Las bacterias B1 y B2 compiten por un único sustrato soluble (S) mientras que los protozoarios bacterívoros (P1) se alimentan exclusivamente de B1 y B2. Se asumió que los protozoarios carnívoros (P3) consumen a otros protozoarios pero no se alimentan de sustrato soluble o de bacterias. Durante el decaimiento, tanto bacterias como protozoarios se lisan para generar una fracción fd de sustrato orgánico particulado (Xd) y una fracción (1 - fd) de sustrato soluble S. El sustrato orgánico particulado (Xd) es consumido por los protozoarios predadores de materia orgánica muerta (P2). Se asumió que los procesos de crecimiento y predación son estrictamente aerobios y se agregó un término de inactivación adicional (ki) para los protozoarios (P1, P2, P3) que tiene en cuenta la ausencia de oxígeno en el sedimentador. Se estudió el efecto del tiempo de residencia hidráulico en el tanque de aireación (TRH = 12 a 48 horas) y la concentración de sustrato orgánico a la entrada (S0 = 500 a 2000 mgDQO/L).<br />Para todos los valores de S0 estudiados se encontraron tres tipos de comportamiento. Para TRH bajos (altos valores de D) la bacteria filamentosa B1 desaparece del sistema prevaleciendo el microorganismo floculante B2; por el contrario, altos TRH determinan la desaparición de B2 y en una zona intermedia coexisten ambas especies. Los resultados indican que en condiciones de bajos TRH se obtendría un lodo con exceso de microorganismos floculantes (B2), para TRH intermedios (15 a 18 horas) el flóculo estaría compuesto por ambos tipos bacterianos (B1 y B2) mientras que altos TRH (y por lo tanto alta edad de lodos) facilitarían la aparición de bacterias filamentosas (B1), aún en presencia de predadores.